飛機零部件中均存在著許多細節(jié)結(jié)構,如圓角、緊固孔等,這些細節(jié)結(jié)構在服役中容易出現(xiàn)疲勞斷裂。不同細節(jié)結(jié)構激光沖擊的疲勞差異性較大,故研究各類細節(jié)結(jié)構激光沖擊下的殘余應力差異性來預測其疲勞性能。本文基于理論研究、數(shù)值分析,結(jié)合試驗驗證對不同細節(jié)結(jié)構激光沖擊的疲勞差異性進行了具體研究,其主要內(nèi)容如下:（1）論述了激光沖擊靶材的殘余應力場的形成機制,基于應力強度因子理論分析了各細節(jié)結(jié)構幾何特征差異對激光沖擊效果與應力強度因子的影響,并對不同細節(jié)結(jié)構的裂紋擴展進行了理論分析。（2）基于ABAQUS軟件對不同類型曲率結(jié)構在激光沖擊下的殘余應力分布進行了研究,并具體分析了不同半徑圓角、不同直徑圓棒、不同板厚小孔件的殘余應力分布的差異性。結(jié)果表明:不同曲率結(jié)構表面殘余壓應力與壓應力層深度隨曲率增大而增大;圓角R3的整體殘余應力分布優(yōu)于R6,兩者殘余壓應力的差異隨峰值壓力與脈寬的增大而減小,直到出現(xiàn)飽和;不同直徑圓棒表面的殘余壓應力與軸線的殘余拉應力均隨直徑減小而增大,且與峰值壓力呈正相關;不同板厚小孔的孔壁內(nèi)殘余拉應力與拉應力區(qū)間隨板厚增大而增大,其結(jié)構的應力穿透力的不同而對激光能量需求差異較大。（3... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 傳統(tǒng)表面強化方式
    1.3 激光沖擊強化技術簡介
        1.3.1 激光沖擊強化技術的原理
        1.3.2 激光沖擊技術的工藝特點
        1.3.3 激光沖擊細節(jié)結(jié)構的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 激光沖擊強化細節(jié)結(jié)構的理論分析
    2.1 引言
    2.2 激光沖擊技術對金屬靶材的作用
        2.2.1 激光能量與靶材的相互作用
        2.2.2 激光沖擊誘導等離子體能量波
        2.2.3 等離子體沖擊波作用于金屬靶材的過程
    2.3 激光沖擊下靶材表面殘余應力的形成過程
        2.3.1 激光沖擊的壓力模型
        2.3.2 沖擊波作用于靶材的塑性變形過程
        2.3.3 靶材表面殘余應力的形成過程
        2.3.4 靶材的殘余應力估算
        2.3.5 激光沖擊參數(shù)對殘余應力的影響
    2.4 激光沖擊細節(jié)結(jié)構的幾何差異性分析
        2.4.1 應力強度因子理論
        2.4.2 幾何特征對應力強度因子的影響
        2.4.3 細節(jié)結(jié)構的幾何效應
    2.5 不同細節(jié)結(jié)構疲勞性能的理論研究
        2.5.1 疲勞裂紋擴展理論
        2.5.2 殘余應力對裂紋擴展的作用
    2.6 本章小結(jié)
第三章 不同細節(jié)結(jié)構激光沖擊的殘余應力場數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 建立模型與相關條件設置
        3.2.1 數(shù)值模擬的模型選取
        3.2.2 建立數(shù)值模型
    3.3 不同曲率結(jié)構的殘余應力分布對比研究
        3.3.1 曲面結(jié)構模型及提取路徑
        3.3.2 不同曲率結(jié)構對殘余應力分布的影響
    3.4 不同半徑圓角結(jié)構的殘余應力分布的對比研究
        3.4.1 圓角模型及提取路徑
        3.4.2 圓角R3與R6 的殘余應力對比分析
        3.4.3 不同半徑圓角結(jié)構對其殘余應力分布的影響
    3.5 不同直徑圓棒結(jié)構的殘余應力分布對比研究
        3.5.1 圓棒模型及提取路徑
        3.5.2 不同直徑圓棒R100 在不同峰壓下殘余應力分析
        3.5.3 不同直徑圓棒結(jié)構對其殘余應力分布的影響
    3.6 不同板厚小孔結(jié)構的殘余應力分布的對比研究
        3.6.1 平板小孔模型及提取路徑
        3.6.2 不同板厚小孔結(jié)構的殘余應力對比分析
        3.6.3 不同板厚小孔對其孔壁殘余應力的影響
    3.7 典型細節(jié)結(jié)構的有效應力水平對比研究
        3.7.1 有效應力水平的計算原理
        3.7.2 不同半徑圓角結(jié)構的有效應力水平分析
        3.7.3 不同直徑圓棒結(jié)構的有效應力水平分析
        3.7.4 不同板厚小孔結(jié)構的有效應力水平分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 不同細節(jié)結(jié)構試樣的激光沖擊與疲勞試驗研究
    4.1 引言
    4.2 試驗過程
        4.2.1 雙聯(lián)試樣介紹
        4.2.2 激光沖擊設備介紹
        4.2.3 激光沖擊參數(shù)選擇
        4.2.4 開孔試驗過程
        4.2.5 疲勞試驗條件
    4.3 疲勞試驗結(jié)果與斷口分析
        4.3.1 不同半徑圓角試樣的疲勞壽命與斷口分析
        4.3.2 不同直徑圓棒試樣的疲勞壽命與斷口分析
        4.3.3 不同厚度小孔試樣的疲勞壽命與斷口分析
        4.3.4 激光沖擊改善不同細節(jié)結(jié)構疲勞性能的機制
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間承擔科研情況及主要成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]激光沖擊強化鈦合金圓角構件的殘余應力分布及其抗疲勞研究[D]. 彭濤濤.江蘇大學 2017
[2]激光沖擊改善鈦合金疲勞裂紋擴展特性研究[D]. 蔡崢嶸.江蘇大學 2010



本文編號：3314021